[發明專利]像素單元的FD有源區結構及其制備方法及CMOS圖像傳感器

有效

• 申請號: 200810241085.7
• 申請日: 2008-12-25
• 公開（公告）號: CN101459188A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 郭同輝
• 申請（專利權）人: 北京思比科微電子技術有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L21/822
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立明

1.一種像素單元的FD有源區結構，其特征在于，包括：

P型硅半導體襯底上形成P型阱，P型阱上設有N型硅半導體注入層，所述N型硅半導體注入層中包含有N-Plus離子注入層，所述N型硅半導體注入層周圍設有P型硅半導體注入層，所述P型硅半導體注入層與N型硅半導體注入層形成反向P-N結，用于隔離N型硅半導體注入層與器件的淺槽隔離區，所述N型硅半導體注入層上設有P型硅半導體層，掩埋型接觸孔底部穿過P型硅半導體層與N型硅半導體注入層電連接。

2.根據權利要求1所述的像素單元的FD有源區結構，其特征在于，所述N型硅半導體注入層中還包含有N-Minus離子注入層。

3.根據權利要求1所述的像素單元的FD有源區結構，其特征在于，所述P型硅半導體層還覆蓋在所述N型硅半導體注入層周圍的所述P型硅半導體注入層上。

4.根據權利要求1所述的像素單元的FD有源區結構，其特征在于，所述加長傳輸門管和復位管的柵極下的溝道長度為0.5um或0.6um；其中，所述傳輸門管、復位管、源跟隨管通過FD有源區連接。

5.一種像素單元的FD有源區的制備方法，其特征在于，包括：

在由P型硅半導體襯底上注入離子形成P型阱，在P型阱上設置N型硅半導體注入層的有源區上，在N型硅半導體注入層中通過注入N-Plus離子形成N-Plus離子注入層；

在N型硅半導體注入層周圍注入離子濃度為1.0E+16個B原子/cm³的較高濃度P型離子，形成反向P-N結構成P型硅半導體注入層；

在有源區的N型硅半導體注入層硅表面注入離子濃度為1.2E+18個B原子/cm³的高濃度P型離子，形成P型硅離子層，用于使N型硅半導體注入層的硅表面與二氧化硅隔離。

6.根據權利要求5所述的像素單元的FD有源區的制備方法，其特征在于，所述在由P型硅半導體襯底上注入離子形成P型阱時，增加P型阱的離子注入濃度，減小N型硅半導體注入層與P型硅半導體襯底P-N結的寬度，加長傳輸門管和復位管的溝道長度為0.5um或0.6um；其中，所述傳輸門管、復位管、源跟隨管通過FD有源區連接。

7.根據權利要求5所述的像素單元的FD有源區的制備方法，其特征在于，所述方法還包括：

在N型硅半導體注入層中通過注入N-Minus離子形成N-Minus離子注入層。

8.根據權利要求5所述的像素單元的FD有源區的制備方法，其特征在于，所述方法中，在由P型硅半導體襯底上注入離子形成P型阱、在N型硅半導體注入層周圍注入較高濃度P型離子、及在有源區的N型硅半導體注入層硅表面注入高濃度P型離子形成P型硅離子層的步驟中均采用硼離子注入，各注入區的P型離子濃度分別為：P型阱注入區的離子濃度為1.0E+14個B原子/cm³、N型硅半導體注入層周圍注入較高濃度P型離子的注入區濃度為1.0E+16個B原子/cm³、P型硅離子層注入區的離子濃度為1.2E+18個B原子/cm³。

9.一種CMOS圖像傳感器，包括由多個像素單元連接成像素陣列，每個像素單元由光電二極管、傳輸門管、復位管、源跟隨管和選通管構成，其特征在于，所述像素單元中連接傳輸門管、復位管、源跟隨管的FD有源區采用上述權利要求1-4中任一種所述的FD有源區結構。